В настоящее время до сих пор остро стоит вопрос технологии добычи газа из имеющихся газогидратных залежей, которые были обнаружены на шельфе Мирового океана и в районах залегания многолетнемерзлых пород. Это связано с тем, что запасы метана в свободном состоянии существенным образом уступают его запасам в газогидратном состоянии. Одной из задач для возможной добычи газа из гидратосодержащей пористой среды является изучение процесса разложения газогидрата в случае теплового и депрессионного воздействий как наиболее часто применяемых. Необходимо провести теоретическое исследование, которое несет в себе разработку математической модели, ее алгоритмизацию, создание вычислительной программы и проведение численных экспериментов. В работе представлена одномерная осесимметричная задача о нагреве и/или снижении давления на забое скважины, проходящей через всю толщину пористого пласта, поры которого изначально заполнены метаном и его гидратом. Привлекаемая математическая модель состоит из уравнений неразрывности для метана, его гидрата и воды, уравнения движения газовой фазы в пористой среде в виде закона фильтрации Дарси, уравнения состояния для метана и воды, уравнения сохранения энергии, в котором произведен учет эффектов Джоуля – Томсона и адиабатического охлаждения для газа, скрытой теплоты фазового перехода «газогидрат ↔ метан + вода». Произведена численная реализация предложенной математической модели и осуществлено численное исследование теплового (термического) и/или депрессионного воздействия на изучаемую гидратосодержащую залежь.
Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования РФ (№ 121030500156-6).